Физика формулы электрическое поле: Ошибка: 404 Материал не найден

Содержание

Взаимодействие заряженных тел. Электрическое поле. Физика, 8 класс: уроки, тесты, задания.

1. Величина электрического поля

Сложность: лёгкое

1
2. Величина электрического поля 1

Сложность: среднее

1
3. Утверждения об электрическом поле

Сложность: лёгкое

1
4. Нахождение местоположения заряженного тела

Сложность: среднее

1
5. Работа с определениями

Сложность: среднее

1
6. Линии электрического поля

Сложность: среднее

1
7. Одинаковое электрическое поле

Сложность: сложное

1
8. Действие электрического поля

Сложность: сложное

1
9. Взаимодействие заряженных тел

Сложность: сложное

1

Электрическое поле: основные понятия

Электрические заряды не воздействуют непосредственно друг на друга. Согласно современным представлениям, заряженные тела взаимодействуют посредством силового поля, которое создают вокруг себя.

Это силовое поле воздействует на заряженные тела с некоторой силой. Исследовать электрическое поле, которое окружает тело, несущее заряд, можно с помощью пробного заряда, величина которого незначительна. Особенностью электрического поля точечного заряда является тот факт, что оно не производит заметного перераспределения исследуемых зарядов.

Понятие напряженности электрического поля

Определение 1

Напряженность электрического поля – это силовая характеристика, которая используется для количественного определения электрического поля.

Второе значение термина – физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда.

Напряженность электрического поля можно задать формулой:

E→=F→q.

Напряжение электрического поля является векторной величиной. Направление вектора E→ совпадает с направлением силы, которая воздействует на положительный пробный заряд в пространстве.

Напряженность электрического поля

Какое поле называют электростатическим?

Определение 2

Электростатическое поле – это электрическое поле, которое окружает неподвижные и не меняющиеся со временем заряды.

Очень часто в контексте темы электростатическое поле будет именоваться электрическим для краткости.

Электрическое поле может быть создано сразу несколькими заряженными телами. Такое поле также можно исследовать с помощью пробного заряда. В этом случае мы будем оценивать результирующую силу, которая будет равна геометрической сумме сил каждого из заряженных тем в отдельности.

Определение 3

Напряженность электрического поля, которая создается в определенной точке пространства системой зарядов, будет равна векторной сумме напряженностей электрических полей:

E→=E1→+E2→+…

Электрическое поле подчиняется принципу суперпозиции.

Определение 4

Согласно формуле, напряженность электростатического поля, которое создается точечным зарядом

Q на расстоянии r от него, в соответствии с законом Кулона, будет равна по модулю:

E=14πε0·Qr2.

Это поле называется кулоновским.

Нужна помощь преподавателя?

Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

В кулоновском поле направление вектора E⇀ зависит от знака заряда Q: если Q>0, то вектор E⇀ направлен по радиусу от заряда, если Q<0, то вектор E⇀ направлен к заряду.

Обратимся к иллюстрации. На рисунке для большей наглядности мы используем силовые линии электрического поля. Они проходят таким образом, чтобы направление вектора E⇀ в каждой из точек пространства совпадало с направлением касательной к силовой линии. Густота силовых линий соответствует модулю вектора напряженности поля.

Рисунок 1.2.1. Силовые линии электрического поля.

Мы можем использовать как положительные, так и отрицательные точечные заряды. Оба эти случая мы изобразили на рисунке. Электростатическое поле, которое создается системой зарядов, мы можем представить как суперпозицию кулоновских полей точечных зарядов. В связи с этим мы можем рассматривать поля точечных зарядов как элементарные структурные единицы любого электрического поля.

Рисунок 1.2.2. Силовые линии кулоновских полей.

Кулоновское поле точечного заряда Q удобно записать в векторной форме. Для этого нужно провести радиус-вектор r→от заряда Q к точке наблюдения. Тогда при Q>0 вектор E→ параллелен r→, а при Q<0 вектор E→ антипараллелен r→.

Следовательно можно записать:

E→=14πε0·Qr3r→,

где r – модуль радиус-вектора r→.

По заданному распределению зарядов можно определить электрическое поле E→. Такие задачи часто встречаются в таком разделе физики как электростатика. Рассмотрим пример такой задачи.

Пример 1

Предположим, что нам нужно найти электрическое поле длинной однородно заряженной нити на расстоянии R от нее. Для большей наглядности мы привели схему на рисунке ниже.

Рисунок 1.2.3. Электрическое поле заряженной нити.

Поле в точке наблюдения P может быть представлено в виде суперпозиции кулоновских полей, создаваемых малыми элементами Δx нити, с зарядом τΔx, где τ – заряд нити на единицу длины. Задача сводится к суммированию (интегрированию) элементарных полей ∆E→. Результирующее поле оказывается равным

E=τ2πε0R.

Вектор E→ везде направлен по радиусу R→. Это следует из симметрии задачи.

Даже в таком простом примере вычисления могут быть достаточно громоздкими. Упростить математические расчеты позволяет теорема Гаусса, которая выражает фундаментальное свойство электрического поля.

Рисунок 1.2.4. Модель электрического поля точечных зарядов.

Рисунок 1.2.5. Модель движения заряда в электрическом поле.

Понятие о диполях

Определение 5

Электрический диполь – это система из двух одинаковых по модулю зарядов, которые отличаются знаками и расположены на некотором расстоянии друг от друга.

Эта система может послужить нам хорошим примером применения принципа суперпозиции полей, а также электрической моделью многих молекул.

Рисунок 1.2.6. Силовые линии поля электрического диполя E→=E1→+E2→.

Дипольный момент p→ является одной из наиболее важных характеристик электрического диполя:

p→=l→q,

где l→ – вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному, модуль l→=l.

Электрическим дипольным моментом обладает, например, нейтральная молекула воды (h3O), так как центры двух атомов водорода располагаются не на одной прямой с центром атома кислорода, а под углом 105°. Дипольный момент молекулы воды p=6,2·10–30 Кл · м.

Рисунок 1.2.7. Дипольный момент молекулы воды.

Электрическое поле. Напряженность электрического поля.

Электростатическое поле

Электростатическое поле — это особая форма материи, которая возникает вокруг неподвижного электрического заряда. Это поле нет возможности увидеть, понюхать. Поле можно представить при помощи линий напряженности (силовых линий).

На рисунке видно, какое условное направление имеют силовые линии: начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Изображено и то, как линии напряженности распределяются при взаимодействии одноименных и разноименных зарядов. В реальности силовые линии можно увидеть при помощи железных опилок.

Чем дальше удаляться от заряда, тем меньше сила поля (силовые линии редеют), тем слабее взаимодействуют заряженные тела, посредством создаваемого ими поля.
Поле бывает однородным. В этом случае линии напряженности параллельные.

Поле однородное между пластинами в центре

Напряженность поля

Как оценить силу поля вокруг некоторого заряда? Для этого используют пробный заряд q0. Пробный заряд — это всегда положительный заряд, его собственное электростатическое поле ничтожно мало, относительно исследуемого поля.
Сила, с которой поле действует на пробный заряд в данной точке поля, называется напряженностью электростатического поля в этой точке
Напряженность поля — векторная величина. Вектора — это касательная к линиям напряженности в данной точке поля. Направлен вектор туда же, куда силовая линия (линия напряженности).

Вектор напряженности в различных точках поля: А, B, C и D

Вектор напряженности в точках 1, 2 и 3

Можно вывести формулу
— напряженность поля точечного заряда q на расстоянии r от него.

Принцип суперпозиции

Если поле создается несколькими зарядами, то напряженность в некоторой точке равна векторной сумме напряженностей каждого из полей в отдельности

 

??? Вопросы

1. Какими зарядами создается электрическое поле?

2. Что называют электрическим полем?

3. Какими величинами характеризуется электрическое поле?

4. Запишите формулу напряженности электрического поля?

5. Запишите формулу напряженности электрического поля точечного заряда?

6. Назовите единицу измерения напряженности электрического поля?

7. Как изображается электрическое поле? 

8. Какое направлений силовых линий электрического поля?

9. Как называется электрическое поле, если его напряженность одинакова во всех точках?

10. В чем заключается принцип суперпозиции?

Урок по физике Электрическое поле. Напряженность и потенциал электрического поля

Тема урока. Электрическое поле. Напряженность и потенциал электрического поля

Цели: напомнить обучающимся об электризации тел, двух типах электрических зарядов и их взаимодействии, углубить знания об электрическом поле и его свойствах; ввести характеристики электрического поля — напряженность и потенциал, сравнить их, ввести закон Кулона;

развивать образное и критическое мышление, жизненные компетентности;

воспитывать чувство ответственности, трудолюбие, самостоятельность, внимательность.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Оборудование и наглядность: электрометр, опыты по электризации, электрическое поле заряженных шариков, портрет Кулона, презентация, опорные конспекты.

Межпредметные связи: математика, охрана труда.

ХОД УРОКА

І. Организационный этап

II. Актуализация опорных знаний и умений (Устный опрос)

  • Что называют электрическим зарядом?

  • Какие два вида электрических зарядов существуют? Как они взаимодействуют?

  • Что называют электризацией тел? Какие опыты можно провести по электризации?

  • В чем заключается закон сохранения электрического заряда?

  • Назовите значение элементарного заряда.

  • Что вам известно об электрическом поле?

III. Изучение нового материала

  1. Рассказ преподавателя (с демонстрацией презентации).

  2. Сообщение обучающихся о грозе и защите от молнии.

  3. Обучающиеся самостоятельно прорабатывают опорный конспект. (Дополнение 1)

План изучения новой темы

  • Электрическое поле.

  • Напряженность электрического поля (определение, формула, единица измерения).

  • Напряженность поля точечного заряда.

  • Линии напряженности электрического поля (определение, свойства, рисунки).

  • Однородное электрическое поле.

  • Принцип суперпозиции полей.

  • Потенциал электрического поля (определение, формула, единица измерения).

  • Разность потенциалов.

  • Связь между разностью потенциалов и напряженностью.

  • Эквипотенциальные поверхности.

  • Техника безопасности и жизнедеятельности: способы защиты от молнии.

ІV. Закрепление новых знаний и умений

Ответить на вопросы

Работа в парах (Взаимопроверка)

  • В чем сходство и различие двух характеристик электрического поля — напряженности и потенциала?

  • Какой опыт позволяет «увидеть» линии напряженности электрического поля? Как направлена напряженность: в сторону роста или уменьшения потенциала?

  • Опишите формулу эквипотенциальных поверхностей заряженных шара, плоскости, прямой бесконечной нити.

  • Сформулируйте закон Кулона. Запишите формулу для вычисления силы взаимодействия между двумя зарядами.

Дополнительные вопросы

Решение задач

  1. Вычислите напряженность электрического поля заряда 20 нКл на расстоянии 10 см от точечного заряда.

  2. С каким ускорением движется электрон в поле с напряженностью

5 кВ/м?

  1. На каком расстоянии друг от друга заряды 1мкКл и 10 нКл взаимодействуют с силой 9 мН?

V. Подведение итогов урока

Рефлексия

При подведении итогов урока преподаватель обращает внимание обучающихся на ожидаемые результаты урока и, передавая воображаемый микрофон, спрашивает:

Что мы делали на уроке?

Достигли ожидаемых результатов вы лично, группа в целом?

Что могло бы быть организовано лучше, полезнее?

Как вы себя чувствовали сегодня?

VІ. Домашнее задание

  • Изучить §88-89, 94, учебник «Физика» 10 класс, Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н Сотский.

  • Решить задачу:

С какой силой взаимодействуют два заряда по 10нКл находящиеся на расстоянии 3 см друг от друга?

Дополнительное задание

Дополнение 1

Опорный конспект

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. НАПРЯЖЕННОСТЬ И ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Факт взаимодействия электрических зарядов на расстоянии можно объяснить наличием вокруг них электрического поля — материального объекта, непрерывного в пространстве и способного действовать на другие заряды.

Поле неподвижных электрических зарядов называют электростатическим.

Характеристикой поля является его напряженность.

Напряженность электрического поля в данной точке — это вектор, модуль которого равен отношению силы, действующей на точечный положительный заряд, к величине этого заряда, а направление совпадает с направлением силы.

Напряженность поля точечного заряда Q на расстоянии r от него равна

Принцип суперпозиции полей

Напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей каждого из зарядов системы:

Диэлектрическая проницаемость среды равна отношению напряженностей поля в вакууме и в веществе:

Она показывает во сколько раз вещество ослабляет поле. Закон Кулона для двух точечных зарядов q и Q , расположенных на расстоянии r в среде c диэлектрической проницаемостью :

Напряженность поля на расстоянии r от заряда Q равна

При перемещении заряда q вдоль силовой линии электрического поля напряженностью  на расстояние Δ d поле совершает работу

Так как по определению,  то получаем:

Отсюда  и напряженность электрического поля равна

Итак, напряженность электрического поля равна изменению потенциала при перемещении вдоль силовой линии на единицу длины.

Если положительный заряд перемещается в направлении силовой линии, то направление действия силы совпадает с направлением перемещения, и работа поля положительна:

Тогда , то есть напряженность направлена в сторону убывания потенциала.

Напряженность измеряют в вольтах на метр: [E]=1 B/м

Напряженность поля равна 1 В/м, если напряжение между двумя точками силовой линии, расположенными на расстоянии 1 м, равна 1 В.

Эквипотенциальные поверхности

Поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения, называется эквипотенциальной поверхностью.

Между двумя любыми точками на эквипотенциальной поверхности разность потенциалов равна нулю, поэтому работа сил электрического поля при любом перемещении заряда по эквипотенциальной поверхности равна нулю. Это означает, что вектор силы  в любой точке траектории движения заряда по эквипотенциальной поверхности перпендикулярен вектору скорости. Следовательно, линии напряженности электростатического поля перпендикулярны эквипотенциальной поверхности.

Эквипотенциальными поверхностями поля точечного электрического заряда являются сферы, в центре которых расположен заряд (рис. 1).

Эквипотенциальные поверхности

однородного электрического поля представляют собой плоскости, перпендикулярные линиям напряженности (рис. 2)

рис.1

рис. 2

Дополнение 2

Почему возникают грозы?

«Облака — взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые на небе с поверхности земли».

Гроза́ — атмосферное явление, при котором внутри облаков или между облаком и земной поверхностью возникают электрические разряды — молнии, сопровождаемые громом. Как правило, гроза образуется в мощных кучево-дождевых облаках и связана с ливневым дождём, градом и шквальным усилением ветра.

Гроза относится к одним из самых опасных для человека природных явлений.

Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 100 молний в секунду. По поверхности планеты грозы распределяются неравномерно. Над океаном гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами. В тропической и экваториальной зоне (от 30° северной широты до 30° южной широты) сосредоточено около 78 % всех молниевых разрядов. Максимум грозовой активности приходится на Центральную Африку. В полярных районах Арктики и Антарктики и над полюсами гроз практически не бывает. Интенсивность гроз следует за солнцем: максимум гроз приходится на лето (в средних широтах) и дневные послеполуденные часы. Минимум зарегистрированных гроз приходится на время перед восходом солнца. На грозы влияют также географические особенности местности: сильные грозовые центры находятся в горных районах Гималаев и Кордильер.

Почему зимой нет грозы?

Для образования грозового фронта необходимы три основные составляющие: влага, перепад давления, вследствие чего образуется грозовое облако, и мощная энергия. Основным источником энергии является небесное светило солнце, которое освобождает энергию при сгущении пара. В силу того, что в зимний период наблюдается недостаток солнечного света и тепла, подобная энергия не может вырабатываться в достаточной степени. Следующим компонентом является влага, но вследствие поступления ледяного воздуха, атмосферные осадки наблюдаются в виде снега. При приходе весны температура воздуха становится выше, и в воздухе образуется значительное количество влаги, достаточной для образования грозы. Вообще, чем больше ее в воздухе, тем большей силой обладает электрический разряд молнии.

Поражение молнией

При грозе нельзя начинать или продолжать работы на установках, находящихся на открытом воздухе и напрямую подсоединенных к воздушным линиям электропередач.

В грозовых разрядах присутствует удивительно много электричества: одна из каждых трех жертв грозовых разрядов погибает. Последствия ударов молнии — ожоги и клиническая смерть — сравнимы с последствиями производственных поражений электричеством.

При поражении молнией следует руководствоваться рекомендациями, которые применяются к пострадавшим от электрического тока. Характерные признаки электротравмы при поражении молнией выражена более отчетливо, а пострадавший может выглядеть «как мертвый».

Поражение молнией можно избежать, если во время грозы не выходить на открытые участки местности, лечь на землю, избегать приближения к мачтам, опорам, деревьям, расположенным на открытой местности. При приближении грозового фронта необходимо быстро покинуть воду (озеро, море) и удалиться от берега как можно дальше.

Физика

 

Уроки № 88-95 обобщающее повторение

Уроки № 94 обобщающее повторение темы «Электростатика»

Тема урока: обобщающее повторение темы «Электростатика»

Цели работы для учащегося:

— понимание основных понятий и формул;

— формирование навыков решения задач

Краткая теория

Электрический заряд и его свойства

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая способность частиц или тел вступать в электромагнитные взаимодействия.  Электрический заряд обладает следующими свойствами:

 Существует минимально возможный (по модулю) электрический заряд, называемый элементарным зарядом. Его значение:

e = 1,602177·10–19 Кл ≈ 1,6·10–19 Кл.

Электрический заряд любого тела всегда кратен элементарному заряду:

где: N – целое число. Обратите внимание, невозможно существование заряда, равного 0,5е; 1,7е; 22,7е и так далее. Физические величины, которые могут принимать только дискретный (не непрерывный) ряд значений, называются квантованными. Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.

7. Закон сохранения электрического заряда. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

Иногда в задачах электрический заряд распределен по некоторому телу. Для описания этого распределения вводятся следующие величины:

 Закон Кулона

Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь. На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

Силы взаимодействия неподвижных точечных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

где: ε – диэлектрическая проницаемость среды – безразмерная физическая величина, показывающая, во сколько раз сила электростатического взаимодействия в данной среде будет меньше, чем в вакууме (то есть во сколько раз среда ослабляет взаимодействие). Здесь k – коэффициент в законе Кулона, величина, определяющая численное значение силы взаимодействия зарядов. В системе СИ его значение принимается равным:

k = 9∙109 м/Ф.

Коэффициент k в системе СИ иногда записывают в виде:

где: ε0 = 8,85∙10–12 Ф/м – электрическая постоянная.

Для диэлектрической проницаемости вещества верно следующее (о том, что такое электрическое поле чуть ниже):

 Электрическое поле и его напряженность

По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела.

Электрическое поле, окружающее заряженное тело, можно исследовать с помощью так называемого пробного заряда – небольшого по величине точечного заряда, который не вносит заметного перераспределения исследуемых зарядов. Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика — напряженность электрического поля E.

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда:

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора напряженности совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим.

Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии. Эти линии проводятся так, чтобы направление вектора напряженности в каждой точке совпадало с направлением касательной к силовой линии. Силовые линии обладают следующими свойствами.

·         Силовые линии электростатического поля никогда не пересекаются.

·         Силовые линии электростатического поля всегда направлены от положительных зарядов к отрицательным.

·         При изображении электрического поля с помощью силовых линий их густота должна быть пропорциональна модулю вектора напряженности поля.

·         Силовые линии начинаются на положительном заряде или бесконечности, а заканчиваются на отрицательном или бесконечности. Густота линий тем больше, чем больше напряжённость.

·         В данной точке пространства может проходить только одна силовая линия, т.к. напряжённость электрического поля в данной точке пространства задаётся однозначно.

Силовые линии кулоновских полей положительных и отрицательных точечных зарядов изображены на рисунке:

 

Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Следовательно, напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряжённостей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:

Это свойство электрического поля означает, что поле подчиняется принципу суперпозиции. В соответствии с законом Кулона, напряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна по модулю:

Напряженность электрического поля, которую создает заряженная плоскость вблизи своей поверхности:

Потенциальная энергия взаимодействия зарядов

Электрические заряды взаимодействуют друг с другом и с электрическим полем. Любое взаимодействие описывает потенциальной энергией. Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных электрических зарядов рассчитывается по формуле:

Электростатическое поле обладает важным свойством: работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

Следствием независимости работы от формы траектории является следующее утверждение: работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

Свойство потенциальности (независимости работы от формы траектории) электростатического поля позволяет ввести понятие потенциальной энергии заряда в электрическом поле. А физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля:

Потенциал φ является энергетической характеристикой электростатического поля. В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала (а значит и разности потенциалов, т.е. напряжения) является вольт [В]. Потенциал — скалярная величина.

Электрическое напряжение это просто разность потенциалов, т.е. определение электрического напряжения может быть задано формулой:

В однородном электрическом поле существует связь между напряженностью поля и напряжением:

Работа электрического поля может быть вычислена как разность начальной и конечной потенциальной энергии системы зарядов:

Работа электрического поля в общем случае может быть вычислена также и по одной из формул:

В однородном поле при перемещении заряда вдоль его силовых линий работа поля может быть также рассчитана по следующей формуле:

В этих формулах:

·         φ – потенциал электрического поля.

·         ∆φ – разность потенциалов.

·         W – потенциальная энергия заряда во внешнем электрическом поле.

·         A – работа электрического поля по перемещению заряда (зарядов).

·         q – заряд, который перемещают во внешнем электрическом поле.

·         U – напряжение.

·         E – напряженность электрического поля.

·         d или ∆l – расстояние на которое перемещают заряд вдоль силовых линий.

Из принципа суперпозиции напряженностей полей, создаваемых электрическими зарядами, следует принцип суперпозиции для потенциалов (при этом знак потенциала поля зависит от знака заряда, создавшего поле):

Обратите внимание, насколько легче применять принцип суперпозиции потенциала, чем напряженности. Потенциал – скалярная величина, не имеющая направления. Складывать потенциалы – это просто суммировать численные значения.

 Электрическая емкость. Плоский конденсатор

При сообщении проводнику заряда всегда существует некоторый предел, более которого зарядить тело не удастся. Для характеристики способности тела накапливать электрический заряд вводят понятие электрической емкости. Емкостью уединенного проводника называют отношение его заряда к потенциалу:

В системе СИ емкость измеряется в Фарадах [Ф]. 1 Фарад – чрезвычайно большая емкость. Для сравнения, емкость всего земного шара значительно меньше одного фарада. Емкость проводника не зависит ни от его заряда, ни от потенциала тела. Аналогично, плотность не зависит ни от массы, ни от объема тела. Емкость зависит лишь от формы тела, его размеров и свойств окружающей его среды.

Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними:

Величина электроемкости проводников зависит от формы и размеров проводников и от свойств диэлектрика, разделяющего проводники. Существуют такие конфигурации проводников, при которых электрическое поле оказывается сосредоточенным (локализованным) лишь в некоторой области пространства. Такие системы называются конденсаторами, а проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками.

Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами.

Каждая из заряженных пластин плоского конденсатора создает вблизи своей поверхности электрическое поле, модуль напряженности которого выражается соотношением уже приводившимся выше. Тогда модуль напряженности итогового поля внутри конденсатора, создаваемого двумя пластинами, равен:

За пределами конденсатора, электрические поля двух пластин направлены в разные стороны, и поэтому результирующее электростатическое поле E = 0. Электроёмкость плоского конденсатора может быть рассчитана по формуле:

Энергия конденсатора. Ее же называют энергией электрического поля внутри конденсатора. Опыт показывает, что заряженный конденсатор содержит запас энергии. Энергия заряженного конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор. Существует три эквивалентные формы записи формулы для энергии конденсатора (они следуют одна из другой если воспользоваться соотношением q = CU):

Особое внимание обращайте на фразу: «Конденсатор подключён к источнику». Это означает, что напряжение на конденсаторе не изменяется. А фраза «Конденсатор зарядили и отключили от источника» означает, что заряд конденсатора не изменится.

 Соединения конденсаторов

Параллельное соединение конденсаторов – для увеличения ёмкости. Конденсаторы соединены одноименно заряженными обкладками, как бы увеличивая площадь одинаково заряженных пластин. Напряжение на всех конденсаторах одинаковое, общий заряд равен сумме зарядов каждого из конденсаторов, и общая ёмкость также равна сумме емкостей всех конденсаторов соединенных параллельно. Выпишем формулы для параллельного соединения конденсаторов:

При последовательном соединении конденсаторов общая ёмкость батареи конденсаторов всегда меньше, чем ёмкость наименьшего конденсатора, входящего в батарею. Применяется последовательное соединение для увеличения напряжения пробоя конденсаторов. Выпишем формулы для последовательного соединения конденсаторов. Общая емкость последовательно соединенных конденсаторов находится из соотношения:

Из закона сохранения заряда следует, что заряды на соседних обкладках равны:

Напряжение равно сумме напряжений на отдельных конденсаторах.

Для двух последовательно соединённых конденсаторов формула выше даст нам следующее выражение для общей емкости:

 

  Ссылки на интернет-ресурс: https://educon.by/index.php/materials/phys/elektrostatika

 

Задания для самостоятельного решения

Электродинамика. Закон Кулона

Задание #1

Вопрос:

Электродинамика — это…

 

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) Ветвь электростатики

2) Ветвь физики

3) Наука о поведении электрических полей

4) Наука, изучающая электрические заряды

 

Задание #2

Вопрос:

Сколько родов электрических зарядов существует?

 

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

 

Задание #3

Вопрос:

Выберете верные утверждения об элементарном заряде

 

Выберите несколько из 5 вариантов ответа:

1) Численно равен заряду электрона

2) Это заряд любой субатомной частицы

3) Это наименьший заряд в природе

4) Это заряд, который не переносится

5) Это заряд, который не делится

 

Задание #4

Вопрос:

Первый шарик имеет заряд 120 нКл, а второй шарик имеет заряд -200 нКл. Шарики абсолютно одинаковые. При их соприкосновении, какой заряд окажется на втором шарике?

 

Выберите один из 5 вариантов ответа:

1) -40 нКл

2) -80 нКл

3) -320 нКл

4) 120 нКл

5) 320 нКл

 

Задание #5

Вопрос:

Электростатика — это…

 

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) Ветвь электродинамики, изучающая взаимодействие между движущимися зарядами

2) Ветвь электродинамики, изучающая взаимодействие между покоящимися зарядами

3) Ветвь электродинамики, статистически обосновывающая взаимодействие между электрическими зарядами

4) Правильного ответа нет

 

Задание #6

Вопрос:

Сопоставьте величины в электродинамике с аналогичными величинами в механике

 

Укажите соответствие для всех 3 вариантов ответа:

1) G

2) m

3) r

 

__ q

__ k

__ r

 

Задание #7

Вопрос:

В каких единицах измеряется коэффициент пропорциональности в законе Кулона?

 

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1)

2)

3)

4)

 

Задание #8

Вопрос:

Сила взаимодействия между двумя разноименно заряженными шариками равна 25 Н. Шарики имеют одинаковый по модулю заряд и находятся на расстоянии 15 см друг от друга. Найдите модуль заряда шариков (в мкКл).

 

Запишите число:

 ___________________________

 

Задание #9

Вопрос:

На рисунке указаны два разноименно заряженных шарика, модуль заряда которых равен 120 нКл. Масса шарика, подвешенного на нерастяжимой нити равна 20 мг. Найдите силу натяжения нити (в мкН), если расстояние между центрами шариков составляет 50 см.

Изображение:

 

Запишите число:

 ___________________________

 

Задание #10

Вопрос:

Найдите модуль силы (в Н) взаимодействия между зарядами 2 мкКл и 3 мкКл, если расстояние между ними равно 40 см.

 

Запишите число:

 ___________________________

 

Конденсаторы

 

 

Задание #1

Вопрос:

Выберете верные утверждения

 

Укажите истинность или ложность вариантов ответа:

__ Электроёмкость — это отношение заряда тела к его объёму

__ Электроёмкость характеризует способность тела накапливать заряд

__ Электроёмкость двух проводников — это отношение напряженность поля между ними к модулю заряда на одном из них

__ Электроёмкость конденсаторов определенного типа может являться переменной

 

Задание #2

Вопрос:

Для изготовления плоского конденсатора необходимо иметь две обкладки и диэлектрик. При этом…

 

Выберите один из 3 вариантов ответа:

1) Толщина диэлектрика должна быть значительно больше размеров обкладок

2) Толщина диэлектрика должна быть значительно меньше размеров обкладок

3) Толщина диэлектрика должна быть сравнима с размерами обкладок

 

Задание #3

Вопрос:

Каким образом можно увеличить ёмкость конденсатора?

 

Выберите несколько из 4 вариантов ответа:

1) Заменить используемый диэлектрик, на диэлектрик с меньшей диэлектрической проницаемостью

2) Увеличить размер конденсатора

3) Увеличить площадь обкладок

4) Уменьшить расстояние между обкладками

 

Задание #4

Вопрос:

Из предложенных вариантов выберете единственное корректное описание конденсатора

 

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) Плоский, цилиндрический с переменной ёмкостью

2) Цилиндрический, электролитический с постоянной емкостью

3) Керамический электролитический с переменной емкостью

4) Бумажный сферический с ёмкостью

 

Задание #5

Вопрос:

Заряд на одной из обкладок конденсатора равен 400 мкКл. Какова ёмкость этого конденсатора (в мкФ), если напряжение между пластинами равно 80 В?

 

Запишите число:

 ___________________________

 

Задание #6

Вопрос:

В конденсаторе с ёмкостью 20 пкФ используются обкладки площадью 5 мм2. Найдите диэлектрическую проницаемость используемого диэлектрика, если расстояние между обкладками равно 0,1 мм.

 

Запишите число:

 ___________________________

 

Задание #7

Вопрос:

Энергия заряженного конденсатора…

 

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) Рассредоточена вокруг него

2) Сосредоточена на пластинах конденсатора

3) Сосредоточена в электрическом поле

4) Нигде не сосредоточена

 

Задание #8

Вопрос:

В некоторых видах клавиатур используются конденсаторы для регистрации нажатия на клавишу. Для этого используется следующее свойство конденсатора

 

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) Изменение ёмкости при изменении расстояния между обкладками

2) Изменение ёмкости при изменении площади обкладок

3) Способность быстрой разрядки

4) Наличие диэлектрика между обкладками

 

Задание #9

Вопрос:

Энергия конденсатора равна 30 Дж. Если заряд на обкладках этого конденсатора равен 300 мкКл, какова его электроёмкость (в нФ)?

 

Запишите число:

 ___________________________

 

Задание #10

Вопрос:

Конденсатор с ёмкостью 300 мкФ накопил энергию, равную 45 мДж. Найдите напряжение между пластинами этого конденсатора (в В).

 

Запишите число:

 ___________________________


 

Скачано с www.znanio.ru

электростатика, постоянный электрический ток, магнетизм

83

К диамагнетикам относятся многие металлы (например, Ag, Au, Сu),

большинство органических соединений, смолы, углерод и т. д.

Диамагнетизм свойствен всем веществам.

Парамагнитики – вещества, намагничивающиеся во внешнем магнит-

ном поле по направлению поля (для них 1

m

 , 0

m

 и 1 ).

Атомы (молекулы) парамагнетиков имеют отличный от нуля магнит-

ный момент. Вследствие теплового движения атомов их магнитные момен-

ты ориентированы беспорядочно. При внесении парамагнетика во внешнее

магнитное поле устанавливается преимущественная ориентация магнитных

моментов атомов по полю (полной ориентации препятствует тепловое дви-

жение атомов). Парамагнетик намагничивается, создавая собственное маг-

нитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее

его. При устранении внешнего магнитного поля ориентация магнитных мо-

ментов атомов вследствие теплового движения нарушается, и парамагнетик

размагничивается.

К парамагнетикам относятся редкоземельные элементы, Pt, Аl и т. д.

Диамагнетизм наблюдается и в парамагнетиках, но он значительно меньше

парамагнетизма.

Ферромагнетики и их свойства. Помимо рассмотренных двух клас-

сов магнетиков существуют ферромагнетики – вещества, обладающие спон-

танной намагниченностью, т. е. они могут быть намагничены даже в отсут-

ствие внешнего магнитного поля. Для них 1

 . К ферромагнетикам отно-

сятся железо, кобальт, никель, гадолиний, их сплавы и соединения (у железа

5000 , у сплава супермаллоя 8000000

).

У ферромагнетиков в отличие от диа- и парамагнетиков зависимость

J от Н нелинейна. При возрастании Н намагниченность J сначала возраста-

ет быстро, затем медленнее и, наконец, достигает магнитного насыщения Jн,

не зависящего от напряженности поля (рис. 3.22, участок 0–1). Такой харак-

тер зависимости J от Н объясняется тем, что по мере усиления внешнего поля

увеличивается степень ориентации молекулярных магнитных моментов по

этому полю. Однако данный процесс постепенно замедляется, так как умень-

шается число неориентированных моментов. Когда все моменты ориенти-

рованы по полю, дальнейшее увеличение J прекращается, и наступает маг-

нитное насыщение.

Из рис. 3.22 следует, что магнитная проницаемость ферромагнетика

0

/( )

H  вначале возрастает с увеличением Н, затем достигает макси-

мума и начинает уменьшаться, стремясь в сильных магнитных полях к

единице (рис.2} {/eq}

где k — константа, называемая константой Кулона, равная {eq}8.{2}} {/eq}

Q — заряд источника, измеренный в кулонах (Кл)

r — расстояние от заряда до точки измерения, в метрах (м)

Электрическое поле E равно измеряется в ньютонах на кулон (N/C)

Пример:

Покажите, как найти величину электрического поля в приведенном ниже примере.

Какова величина или напряженность электрического поля заряда 20 нКл на расстоянии 3 см от источника?

Решение:

Не забывайте всегда преобразовывать числа перед подстановкой.{5} \frac{N}{C} {/eq} (две значащие цифры)

Суммарное электрическое поле между тремя заряженными частицами

Поместите отрицательный заряд -q1 и два положительных заряда +q2 и +q3 на окружность окружности который имеет радиус R. Чтобы рассчитать чистого электрического поля , которое представляет собой общее влияние всех трех зарядов в одной точке x на окружность, необходимы величина и направление. Чтобы найти величину чистого электрического поля:

  • Сначала вычислите величину электрического поля E1, E2 и E3 в точке x.
  • Во-вторых, в декартовых координатах вычислить обе координаты для каждого электрического поля.
  • В-третьих, Enet имеет две координаты, где Enet по оси X равен E1x+E2x+E3x, Enet по оси Y равен E1y+E2y+E3y.
  • Наконец, чтобы найти направление Enet, вычислите его угол с положительным направлением оси x.

Следуя этим шагам, рассмотрим следующий случай и рассчитаем суммарное электрическое поле.

Предположим, что q1 = -8,0 нКл, q2 = +4.0 нКл, q3 = +8,0 нКл, радиус окружности R = 3,0 мм, с расположением по окружности окружности, которое позволяет легко вычислить расстояния от каждого заряда до точки x.

Обратите внимание, что EA = CA = DA = BA = R. Кроме того, EB = 2*R. И используя теорему Пифагора: DB = CB = {eq}R*\sqrt{2} {/eq}

Как найти величину электрического поля от заряда q1?

Взяв случай E1, электрическое поле с зарядом -q1, помните, что вектор E1 может быть записан через две его компоненты и его угол 90 + 45 = 135 градусов с положительным направлением x.{6} \frac{N}{C} {/eq} (две значащие цифры), а вертикальная составляющая E1 положительна.

Обратите внимание, что E1 указывает на отрицательный заряд -q1.

Расчет электрического поля заряда q2

Аналогичные шаги, которые выполнялись для расчета E1, будут выполнены для расчета E2.

Беря случай E2, электрического поля заряда +q2, помните, что вектор E2 может быть записан через две его компоненты и его угол 270 градусов с положительным направлением x.{6} \frac{N}{C} {/eq} (две значащие цифры), а вертикальная составляющая E2 отрицательна.

Обратите внимание, что E2 указывает в сторону от положительного заряда +q2.

Расчет величины электрического поля, обусловленного зарядом q3

Аналогичные шаги, которые выполнялись для расчета E1 и E2, будут выполнены для расчета E3.

Беря случай E3, электрического поля с зарядом +q3, помните, что вектор E3 может быть записан через две его компоненты и его угол 180 + 45 = 225 градусов с положительным направлением x.2} {/eq}, где две координаты:

{eq}E_{_xnet} = E_{1x} + E_{2x} + E_{3x} {/eq} и {eq}E_{_ynet} = E_{1y} + E_{2y} + E_{3y} {/eq}

{eq}E_{_xnet} = -2.2} {/eq}

Но результирующее электрическое поле как вектор можно записать так: {eq}\vec{E_{net}} = \vec E_{_xnet} + \vec E_{_ynet} {/eq} , что переводится как запись: {eq}{E_{net}} = E_{_xnet}*cos(\theta) + E_{_ynet}*sin(\theta) {/eq}, где {eq}\theta {/eq } — это угол с положительным направлением x, который определяет направление Enet.

Чтобы найти {eq}\theta {/eq}, обратите внимание, что {eq}\theta = \alpha + 180 {/eq}, где малый угол {eq}\alpha {/eq} можно вычислить по формуле:

{eq}\alpha= arctan(\frac {E_{_ynet}} {E_{_xnet}}) = arctan(0.2} {/eq}, где k — постоянная Кулона, а единицы измерения электрического поля — ньютоны/кулоны. Направление электрического поля может быть определено углом между вектором электрического поля и положительным направлением x. Для изолированного заряда диаграмма электрического поля представлена ​​линиями со стрелками, которые указывают на заряд, если он отрицательный, или в сторону от заряда, если он положительный.

В случае трех заряженных частиц (две положительные и одна отрицательная известных величин) на окружности окружности результирующее электрическое поле в точке x на окружности представляет собой векторную сумму трех электрических полей E1, Е2 и Е3.Суммарное значение электрического поля в некоторых случаях может быть равно нулю. Например, если в каждом углу квадрата разместить четыре одинаковых заряда, суммарное электрическое поле в центре будет равно нулю, потому что поля от каждого заряда компенсируют друг друга.

Электрические поля

Подобно гравитации, электростатическая сила является бесконтактной силой. Заряженные объекты не должны соприкасаться друг с другом, чтобы воздействовать друг на друга.Каким-то образом заряженный объект ощущает влияние другого заряженного объекта в пространстве. Свойство пространства, позволяющее заряженному объекту ощущать силу, называется электрическим полем. Хотя мы не можем видеть электрическое поле, мы можем обнаружить его присутствие, поместив положительный пробный заряд в различные точки пространства и измерив силу, которую испытывает пробный заряд.

При рассмотрении гравитации напряженность гравитационного поля представляла собой количество силы, воспринимаемой массой на единицу массы. Напряженность электрического поля — это количество электростатической силы, наблюдаемой зарядом на единицу заряда.Таким образом, напряженность электрического поля Е представляет собой электростатическую силу, наблюдаемую в данной точке пространства, деленную на сам пробный заряд. Напряженность электрического поля измеряется в ньютонах на кулон (Н/Кл).


Вопрос: Две противоположно заряженные параллельные металлические пластины, расположенные на расстоянии 1,00 см друг от друга, действуют на электрон, находящийся между пластинами, с силой 3,60×10 –15 ньютонов. Рассчитайте величину напряженности электрического поля между пластинами.

Ответ:

 

Вопрос: Какая величина и единица правильно подобраны?

  1. Удельное сопротивление и Ом/м
  2. разность потенциалов и эВ
  3. ток и C•s
  4. напряженность электрического поля и Н/З

Ответ: (4) напряженность электрического поля и Н/З.

Линии электрического поля

Поскольку на самом деле мы не можем видеть электрическое поле, мы можем нарисовать линии электрического поля, чтобы визуализировать силу, которую испытает заряд, если поместить его в определенное место в пространстве.Чтобы помочь нам визуализировать электрическое поле, мы можем нарисовать линии электрического поля в пространстве. Эти линии показывают направление, в котором положительно заряженная частица почувствовала бы силу, если бы ее поместили в эту точку пространства. Чем плотнее линии, тем большую силу будет ощущать заряженная частица, следовательно, тем сильнее будет электрическое поле. По мере того, как линии отдаляются друг от друга, сила электрической силы, которую ощущает заряженная частица, уменьшается, поэтому электрическое поле уменьшается.

По соглашению мы рисуем линии электрического поля, показывающие направление силы на положительном заряде.Поэтому, чтобы нарисовать линии электрического поля для системы зарядов, следуйте этим основным правилам:

  1. Линии электрического поля направлены от положительных зарядов к отрицательным.
  2. Линии электрического поля никогда не пересекаются.
  3. Линии электрического поля всегда пересекают проводники под прямым углом к ​​поверхности.
  4. Более сильные поля имеют более тесные линии.
  5. Сила поля и плотность линий уменьшаются по мере удаления от зарядов.

Давайте рассмотрим несколько примеров линий электрического поля, начиная с изолированных положительных (слева) и отрицательных (справа) зарядов.Обратите внимание, что для каждого заряда линии расходятся наружу или внутрь сферически. Линии указывают в сторону от положительного заряда, поскольку положительный пробный заряд, помещенный в поле (рядом с фиксированным зарядом), будет ощущать силу отталкивания. Линии указывают на отрицательный фиксированный заряд, поскольку положительный пробный заряд ощущал бы силу притяжения.

Если у вас есть как положительные, так и отрицательные заряды в непосредственной близости, вы следуете той же базовой процедуре:

Конечно, силовые линии электрического поля на самом деле лежат в трех измерениях, как показано в этом видеоролике.

 

 

Сравнение электростатики и гравитации

Поскольку у гравитации и электростатики так много общего, давайте на минутку проведем быстрое сравнение электростатики и гравитации.

Электростатика

Сила:

Сила поля:

Сила поля:

Электростатическая постоянная:

Единицы заряда: Кулоны

Гравитация

Сила:

Сила поля:

Сила поля:

Гравитационная постоянная:

Единицы массы: килограммы

 

Большая разница между электростатикой и гравитацией? Гравитационная сила может только притягивать, а электростатическая сила может и притягивать, и отталкивать.Обратите внимание еще раз, что и напряженность электрического поля, и напряженность гравитационного поля подчиняются закону обратных квадратов. Сила поля обратно пропорциональна квадрату расстояния.

 

3.2 Электрический потенциал в однородном электрическом поле – Douglas College Physics 1207

Цели обучения

  • Описать взаимосвязь между напряжением и электрическим полем.
  • Получите выражение для электрического потенциала и электрического поля.
  • Рассчитать напряженность электрического поля с учетом расстояния и напряжения.

В предыдущем разделе мы исследовали взаимосвязь между напряжением и энергией. В этом разделе мы исследуем взаимосвязь между напряжением и электрическим полем. Например, однородное электрическое поле E создается путем помещения разности потенциалов (или напряжения) ΔV на две параллельные металлические пластины, обозначенные буквами A и B. (См. рис. 1). Изучив это, мы узнаем, какое напряжение необходимо. для создания определенной напряженности электрического поля; это также выявит более фундаментальную связь между электрическим потенциалом и электрическим полем.С точки зрения физики, либо ΔV , либо E можно использовать для описания любого распределения заряда. ΔV наиболее тесно связано с энергией, а E наиболее тесно связано с силой. ΔV — это скалярная величина , не имеющая направления, а E — это векторная величина , имеющая как величину, так и направление. (Обратите внимание, что величина напряженности электрического поля, скалярная величина, представлена ​​как ΔE ниже.) Соотношение между ΔV и E выявляется путем вычисления работы, совершаемой силой при перемещении заряда из точки A в точку B. Но это сложно для произвольных распределений зарядов, требующих исчисления. Поэтому мы рассматриваем однородное электрическое поле как интересный частный случай.

Рисунок 1. Соотношение между В и E для пластин с параллельными проводниками: E = В / d . (Обратите внимание, что Δ В = В AB по величине.Для заряда, который перемещается с пластины A с более высоким потенциалом на пластину B с более низким потенциалом, необходимо включить знак минус следующим образом: –Δ В = В А В В = В АБ . Подробности см. в тексте.)

Работа, совершаемая электрическим полем на рисунке 1 для перемещения положительного заряда q из A, положительной пластины, с более высоким потенциалом, в B, отрицательной пластины, с более низким потенциалом, составляет

Работа = W = – ∆PE  = – q ∆V

Разность потенциалов между точками А и В равна

Ввод этого в выражение для работы дает

Вт = работа = qV AB

Работа равна Вт = (Сила)(перемещение)(cos θ) , так как путь параллелен полю, поэтому Работа = F d .Поскольку F = qE , мы видим, что Work = W = q E d . Подстановка этого выражения для работы в предыдущее уравнение дает

qEd = qV AB

Заряд отменяется, поэтому напряжение между точками A и B равно

.

 V AB = Ed    E = V AB   / d   (только однородное поле E)

, где d — расстояние от А до В или расстояние между пластинами на рисунке 1.Обратите внимание, что приведенное выше уравнение подразумевает, что единицами измерения электрического поля являются вольты на метр. Мы уже знаем, что единицами измерения электрического поля являются ньютоны на кулон; таким образом, справедливо следующее соотношение между единицами:

1 Н/З = 1 В/м

Напряжение между точками A и B

 V AB = Ed    E = V AB   / d   (только однородное поле E)

, где d — расстояние от А до В или расстояние между пластинами.

Пример 1: Какое возможно максимальное напряжение между двумя пластинами?

Сухой воздух поддерживает максимальную напряженность электрического поля примерно 3,0 x 10 6 В/м . Выше этого значения поле создает в воздухе достаточную ионизацию, чтобы сделать воздух проводником. Это позволяет разряду или искре, которая уменьшает поле. Чему тогда равно максимальное напряжение между двумя параллельными проводящими пластинами, разделенными 2,5 см сухого воздуха?

Стратегия

Заданы максимальное электрическое поле E между пластинами и расстояние d между ними.Таким образом, уравнение V AB   =  ΔV = Ed можно использовать для расчета максимального напряжения.

Раствор

Разность потенциалов или напряжение между пластинами

В AB  =  ΔV = Эд 

Ввод заданных значений для E и d дает

В AB   =  ΔV   =  ( 3,0 x 10 6 В / м   )  (0,025 м ) = 7,5 x 10 5 В

5 4

(Ответ приведен только до двух цифр, так как максимальная напряженность поля указана приблизительно.)

Обсуждение

Одним из следствий этого результата является то, что требуется около 75 кВ, чтобы искра перескочила через зазор 2,5 см (1 дюйм), или 150 кВ для искры длиной 5 см. Это ограничивает напряжения, которые могут существовать между проводниками, например, на линии электропередачи. Меньшее напряжение вызовет искру, если на поверхности есть точки, так как точки создают большее поле, чем гладкие поверхности. Влажный воздух разрушается при более низкой напряженности поля, а это означает, что меньшее напряжение вызовет скачок искры во влажном воздухе.Самые большие напряжения могут быть созданы, например, статическим электричеством, в сухие дни.

Рис. 2. Искровая камера используется для отслеживания путей высокоэнергетических частиц. Ионизация, создаваемая частицами при их прохождении через газ между пластинами, позволяет проскакивать искре. Искры располагаются перпендикулярно пластинам, следуя линиям электрического поля между ними. Разность потенциалов между соседними пластинами недостаточно высока, чтобы вызвать искры без ионизации, создаваемой частицами в экспериментах на ускорителях (или космическими лучами).(кредит: Дадерот, Wikimedia Commons)

Пример 2: Поле и сила внутри электронной пушки

(a) Электронная пушка имеет параллельные пластины, разделенные расстоянием 4,00 см, и дает электронам энергию 25,0 кэВ. Чему равна напряженность электрического поля между пластинами? б) С какой силой это поле будет действовать на кусок пластика с зарядом 0,500 мкКл , который попадет между пластинами?

Стратегия

Поскольку напряжение и расстояние между пластинами заданы, напряженность электрического поля можно рассчитать непосредственно из выражения .Зная напряженность электрического поля, можно найти силу, действующую на заряд, используя 90 263 F = qE 90 264 . Поскольку электрическое поле имеет только одно направление, мы можем записать это уравнение в терминах величин F = qE.

Решение для (а)

Выражение для величины электрического поля между двумя однородными металлическими пластинами равно

.

Поскольку электрон имеет один заряд и ему дается энергия 25,0 кэВ, разность потенциалов должна составлять 25,0 кВ. Введите это значение для V AB и расстояние между пластинами 0.0400 м, получаем

Решение для (б)

Величина силы, действующей на заряд в электрическом поле, получается из уравнения

Ф = QE

Замена известных значений дает

Обсуждение

Обратите внимание, что единицами измерения являются ньютоны, поскольку 1 В/м = 1 Н/Кл. Сила, действующая на заряд, одинакова независимо от того, где находится заряд между пластинами. Это связано с тем, что электрическое поле между пластинами однородно.

В более общих ситуациях, независимо от того, является ли электрическое поле однородным, оно указывает в направлении уменьшения потенциала, потому что сила на положительном заряде направлена ​​в направлении E , а также в направлении более низкого потенциала V . Кроме того, величина E равна скорости уменьшения V с расстоянием. Чем быстрее V уменьшается с расстоянием, тем сильнее электрическое поле. В форме уравнения общая связь между напряжением и электрическим полем равна

.

, где Δs — расстояние, на котором происходит изменение потенциала ΔV .Знак минус говорит нам, что E указывает в направлении уменьшения потенциала. Говорят, что электрическое поле представляет собой градиент (по степени или наклону) электрического потенциала.

Связь между напряжением и электрическим полем

В форме уравнения общая связь между напряжением и электрическим полем выглядит следующим образом:

, где Δs — расстояние, на котором происходит изменение потенциала ΔV .Знак минус говорит нам, что E указывает в направлении уменьшения потенциала. Говорят, что электрическое поле представляет собой градиент (по степени или наклону) электрического потенциала.

Для постоянно меняющихся потенциалов ΔV и Δs становятся бесконечно малыми, и для определения электрического поля необходимо использовать дифференциальное исчисление.

  • Напряжение между точками А и В равно

V AB = Ed    E = V AB   / d   (только однородное поле E)

  • , где d — расстояние от А до В или расстояние между пластинами.
  • В форме уравнения общая связь между напряжением и электрическим полем выглядит следующим образом:
  • , где Δs — расстояние, на котором происходит изменение потенциала, ΔV . Знак минус говорит нам, что E указывает в направлении уменьшения потенциала.) Говорят, что электрическое поле представляет собой градиент (как по степени или наклону) электрического потенциала.

Концептуальные вопросы

1: Обсудите, как связаны разность потенциалов и напряженность электрического поля.Привести пример.

2: Какова напряженность электрического поля в области, где электрический потенциал постоянен?

3: Будет ли отрицательный заряд, первоначально находящийся в состоянии покоя, двигаться к более высокому или более низкому потенциалу? Объяснить, почему.

 

Задачи и упражнения

1: Покажите, что единицы измерения напряженности электрического поля В/м и Н/Кл действительно эквивалентны.

2: Какова напряженность электрического поля между двумя параллельными проводящими пластинами, отстоящими друг от друга на 1.00 см и имеющие между собой разность потенциалов (напряжение) 1,50 x 10 4 В ?

3: Напряженность электрического поля между двумя параллельными проводящими пластинами, отстоящими друг от друга на 4,00 см, составляет 7,50 x 10 4 В / м . а) Чему равна разность потенциалов между пластинами? (b) Пластина с наименьшим потенциалом считается находящейся под нулевым напряжением. Каков потенциал на расстоянии 1,00 см от этой пластины (и 3,00 см от другой)?

4: На каком расстоянии друг от друга находятся две проводящие пластины с напряженностью электрического поля 4.50 x 10 3 В/м между ними, если их разность потенциалов 15,0 кВ?

5: (a) Превысит ли напряженность электрического поля между двумя параллельными проводящими пластинами силу пробоя для воздуха, которая составляет  3,0 x 10 6 В/м  , если пластины разделены расстоянием 2,00 мм и разностью потенциалов 5,0 x 10 3 В применяется? б) Насколько близко друг к другу могут располагаться пластины при таком приложенном напряжении?

6: Напряжение на мембране, образующей клеточную стенку, равно 80.0 мВ и толщина мембраны 9,00 нм. Что такое напряженность электрического поля? (Значение на удивление большое, но правильное. Мембраны обсуждаются в разделах «Конденсаторы и диэлектрики» и «Электрокардиограммы».) Вы можете предположить однородное электрическое поле.

7: Мембранные стенки живых клеток имеют на удивление большие электрические поля из-за разделения ионов. (Мембраны более подробно обсуждаются в главе 20.7 «Нервная проводимость — электрокардиограммы».) Каково напряжение на 8.мембрана толщиной 00 нм, если напряженность электрического поля на ней 5,50 МВ/м? Вы можете предположить однородное электрическое поле.

8: Две параллельные проводящие пластины отстоят друг от друга на 10,0 см, и одна из них считается находящейся под нулевым напряжением. а) Какова напряженность электрического поля между ними, если потенциал на расстоянии 8,00 см от нулевой пластины (и 2,00 см от другой) равен 450 В? б) Чему равно напряжение между пластинами?

9: Найдите максимальную разность потенциалов между двумя параллельными проводящими пластинами, отстоящими друг от друга на 0.500 см воздуха, учитывая, что максимальная устойчивая напряженность электрического поля в воздухе составляет 3,0 x 10 6 В/м .

10: Двухзарядный ион ускоряется до энергии 32,0 кэВ электрическим полем между двумя параллельными проводящими пластинами, отстоящими друг от друга на 2,00 см. Чему равна напряженность электрического поля между пластинами?

11: Электрон должен быть ускорен в однородном электрическом поле напряженностью 2 ,0 x 10 6 В/м .а) Какую энергию в кэВ сообщает электрон, если он ускоряется на расстояние 0,400 м? б) На какое расстояние его нужно разогнать, чтобы его энергия увеличилась на 50,0 ГэВ?

 

Глоссарий

скаляр
физическая величина с величиной, но без направления
вектор
физическая величина с величиной и направлением

Решения

Задачи и упражнения

3: (а) 3.00 кВ . (б) 750 В

5: (a) Нет. Напряженность электрического поля между пластинами составляет 2,5 x 10 6 В/м , что ниже пробойной прочности для воздуха 3,0 x 10 6 В/м . (б) 1,7 мм

7: 44,0 мВ

9: 15 кВ

11: (а) 800 кэВ (б) 25,0 км

 

Физика для науки и техники II

2.2 Электрическое поле точечного заряда из Office of Academic Technologies на Vimeo.

2.2 Электрическое поле точечного заряда

Теперь попробуем определить электрическое поле для точечного заряда. Предположим, что наш исходный заряд представляет собой положительный точечный заряд q, и нас интересует определение электрического поля на некотором расстоянии r в точке p. Для этого выберем положительный пробный заряд q ноль и поместим его в точку интереса.

Поскольку оба этих заряда подобны зарядам, наш источник будет отталкивать пробный заряд q ноль в радиальном направлении наружу с кулоновской силой f sub c.Теперь мы знаем, что электрическое поле, создаваемое им в интересующей точке, должно быть того же направления, что и кулоновская сила.

Другими словами, это должно быть радиальное внешнее направление. Величина этой силы определяется законом Кулона: 1 на 4 пи эпсилон, умноженное на произведение величины зарядов, q q ноль на r в квадрате.

Если мы хотим выразить это в векторной форме, то мы можем ввести единичный вектор в радиальном направлении, обозначенный как единица r, и умножить величину этой силы на этот единичный вектор r.Из определения электрического поля мы имеем, что электрическое поле равно кулоновской силе на единицу заряда. В данном случае за единицу тестового заряда.

Подставив явное значение кулоновской силы, мы получим 1 на 4 пи эпсилон ноль q q ноль на r в квадрате, умноженный на r единиц, деленное на q ноль. Нули Q в числителе и знаменателе сократятся, оставив нам электрическое поле точечного заряда, равное 1 на 4 пи эпсилон нулевого заряда, деленное на квадрат расстояния до интересующей точки.

Следовательно, если нас интересует электрическое поле, создаваемое точечным зарядом q на некотором расстоянии r от заряда в точке p, то это электрическое поле будет направлено радиально наружу. Его величина будет равна кулоновской постоянной, умноженной на величину заряда q, деленной на квадрат расстояния до интересующей точки. R — расстояние между зарядом источника и точкой интереса.

Выражение здесь, в рамке, также иногда называют законом Кулона в терминах электрического поля.Теперь, если у нас есть более одного точечного заряда в нашей системе и если нас интересует результирующее электрическое поле в конкретной точке для более чем одного точечного заряда, то мы просто вычисляем электрическое поле, обусловленное каждым из этих зарядов в данной точке. точку интереса, а затем векторно сложите эти векторы электрического поля, чтобы иметь возможность получить полное электрическое поле.

Таким образом, e total или результирующее электрическое поле в точке интереса будет векторной суммой электрических полей, создаваемых каждым отдельным зарядом в точке интереса.Следующий пример будет связан с суперпозицией векторов электрического поля.

Электрическое поле с примерами

Электрическое поле

 

Заряженная частица воздействует на частицы вокруг себя. Воздействие этой силы на окружающую среду мы можем назвать электрическим полем. Это также может быть указано как электрическая сила на заряд. Электрическое поле представлено с помощью Е, а Ньютон на кулон является его единицей.

 

 

Электрическое поле является векторной величиной.И уменьшается с увеличением расстояния.

  • · Электрическое поле нельзя увидеть, но можно наблюдать его воздействие на заряженные частицы внутри электрического поля.
  • · Чтобы найти вектор электрического поля заряда в одной точке, предположим, что там как бы +1 единица заряда.
  • · Если вы хотите найти суммарное электрическое поле зарядов более одного, вы должны найти их по одному и сложить с помощью векторных величин.

 

Линии электрического поля

Траектория движения заряда « + » в электрическом поле называется силовой линией. Интенсивность линий показывает напряженность электрического поля. На приведенных ниже рисунках показаны линии поля положительного и отрицательного заряда.

 

 

 

 

 

 

Линии электрического поля;

  • · Расположены перпендикулярно поверхностям
  • · Если линии электрического поля параллельны друг другу, мы называем это регулярным электрическим полем, и оно возможно между двумя противоположно заряженными пластинами.E постоянна внутри этих пластин и равна нулю вне пластин.


 

 

 

 

  • · Мы можем найти E на этих пластинах, подключив источник питания с разностью потенциалов V по следующей формуле;

 

 

 

 

 

 

 

На приведенных ниже рисунках показан ход линий двух одинаковых зарядов и двух противоположных зарядов.


 

 

 

 

Пример: Найдите электрическое поле, создаваемое зарядами A и B в точке C, выраженное в k.q/d 2 ?


 

 

 

 

 

 

 

 

Пример. Если электрическое поле в точке А равно нулю, найти заряд в точке D через q.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила, действующая на заряженную частицу внутри электрического поля

Э=Ф/к

Ж=Э.д где; F — сила, действующая на заряд внутри электрического поля E. Используя это уравнение, мы можем сказать, что;

Если q положителен, то F=+E.q и направления силы и электрического поля совпадают

 

Если q отрицательно, то F=-E.q и направления Силы и Электрического Поля противоположны

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример: Если заряд q массы m находится в равновесии между двумя пластинами, находящимися на расстоянии d, найти разность потенциалов источника питания.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электрическое поле проводящей сферы

На поверхности сферы максимальное электрическое поле. По мере увеличения расстояния от поверхности электрическое поле уменьшается. Наконец, как видно из рисунка, внутри сферы-проводника электрическое поле равно нулю.


 

 

 

 

 

 

Электростатические исследования и решения

Электрические силы Закон Кулона< Предыдущая Следующая >Электрический потенциал и электрическая потенциальная энергия

Электрическое поле E — Электростатика

Область вокруг заряженной частицы, в которой электростатическая сила действует на другие заряженные частицы, называется электрическим полем.Заряженные частицы ускоряются в электрических полях.

Электрическое поле (E) в любой точке определяется как количество электростатической силы (F), которая будет действовать на заряд (+1C). Чтобы найти электрическое поле, возьмем силу, действующую на пробный заряд , и разделим на величину этого пробного заряда:

.

Электрическое поле (E) также можно определить, разделив напряжение электрического поля на расстояние (d) в метрах.Это дает нам напряженность электрического поля в В/м -1 .

Вблизи точечного заряда напряженность электрического поля можно рассчитать как E = kq/r 2 , где k — константа, а r — расстояние от точечного заряда.

Линии электрического поля помогают нам визуализировать направление и величину электрических полей. Свойства силовых линий электрического поля можно обобщить следующими правилами:

1. Направление электрического поля касается линии поля в любой точке пространства.

2. Сила поля пропорциональна близости линий.

3. Линии электрического поля никогда не могут пересекаться.

4. Силовые линии электрического поля начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных зарядах.

Электрические поля нескольких источников на испытательном заряде можно найти путем наложения или добавления отдельных эффектов.

Электрическое поле, обусловленное непрерывным распределением заряда, находится путем рассмотрения элементов заряда как точечных зарядов, а затем путем интегрирования суммирования векторов электрического поля, создаваемого всеми элементами заряда, для нахождения суммарного вектора.

 

Практические вопросы

  Академия Хана

Лечение электрическим полем и электропорация


Официальная подготовка MCAT (AAMC)

Пакет вопросов по физике, отрывок 1, вопрос 3

Пакет вопросов по физике, отрывок 4, вопрос 24

Пакет вопросов по физике, отрывок 4, вопрос 27

Пакет вопросов по физике, отрывок 5, вопрос 32

Пакет вопросов по физике, отрывок 5, вопрос 34

Пакет вопросов по физике Вопрос 78

Раздел Банк C/P Раздел Пассаж 1 Вопрос 1

Образец теста C/P, раздел 2, вопрос 5

Практический экзамен 3 C/P Section Pass 4 Question 20

Практический экзамен 4 C/P Section Pass 3 Question 14

 

Ключевые моменты

• Напряженность любой точки электрического поля можно найти, разделив силу, действующую на пробный заряд, на величину этого пробного заряда.

• Линии электрического поля помогают нам визуализировать направление и величину электрических полей, возникающих на положительных зарядах и заканчивающихся на отрицательных зарядах.

• Влияние электрических полей можно найти путем наложения его векторов E.

• Электрическое поле (E) также можно определить, разделив напряжение электрического поля на расстояние (d) в метрах. Е= В/д.


Основные термины

Испытательный заряд : это заряд настолько малой величины, что размещение его в точке оказывает незначительное влияние на поле вокруг точки.

Постоянная Кулона i s ke ≈ 9×109 Н⋅м 2 ⋅C −2

Электрическое поле : область вокруг заряженной частицы или объекта, в которой сила может действовать на другие заряженные частицы или объекты

Электростатическая сила: сила притяжения или отталкивания между двумя электрически заряженными объектами

Field line: графическое наглядное пособие для визуализации векторных полей. Он состоит из направленной линии, которая касается вектора поля в каждой точке на его длине

Электрическое поле диполя

Электрическое поле диполя

В этой лабораторной работе мы исследуем электрическое поле дипольной конфигурации и рассчитаем заряд самого диполя.

Мы знаем, что электрическое поле, создаваемое одиночным зарядом, составляет кДж/р 2 . Мы также знаем, что для большинства конфигураций заряда мы ожидаем, что формула для электрического поля приблизиться к формуле точечного заряда, если смотреть на нее очень далеко. Если у нас есть два заряды одинаковой величины, один положительный и один отрицательный, мы могли бы ожидать, что они компенсируют каждый другие, как мы удаляемся от сборов. В первом приближении такое бывает, но слабое поле действительно существует, потому что заряды не находятся в одном и том же положении.Эта ситуация известна как электрический диполь. Вместо уменьшения как квадрата расстояния от центра диполя электрическое поле убывает пропорционально кубу расстояния.

Из электростатической теории мы можем вычислить, что на расстояниях, намного превышающих расстояние между дипольные заряды, электрическое поле определяется выражением:

Мы также знаем, что для малых расстояний (d) мы можем утверждать, что


В этой лаборатории мы будем определять электрические поля и с этой информацией найти заряд диполя (суммарный заряд будет равен нулю, т.к. он состоит из двух равных, но противоположных зарядов, но по соглашению мы называем к заряду диполя как значение положительного заряда).Мы можно определить 3 cos 2 θ — 1 как X1 и Sin(2θ) как X2, и это даст нам E x как линейная функция X1 и E y как линейная функция X2. Как это помогает? Если мы используем X1 в качестве нашей переменной, тогда мы можем построить E x по оси y и X1 по оси x, и мы должны получить прямую линию. Наклон этой линии может дать информацию о заряде на диполь.

Процедура измерения диполя:
1. Закрепите проводящую пластину диполя штифтом в каждом углу.

2. Подключите проводные контакты к источнику питания (красный плюс, черный минус). Используйте цифровой мультиметр для установите выходное напряжение около 20В. Не меняйте напряжение до конца эксперимента.

3. Вставьте штифты в центр каждой точки электрода на листе диполя.

4. Начните собирать данные в Microsoft Excel. У вас должно получиться четыре столбца. Первый столбец должен быть помечен точкой, второй X1, третий V x и последний E x .

5. Перейдите к точке 1 на углу листа диполя с пометкой X-Component. Используйте зонды, чтобы измерить напряжение. Наконечники щупов должны совпадать с точкой, отмеченной на бумаге. Убедитесь, что вы измеряете в направлении X, а не в направлении Y!

6. В вашей таблице это соответствует точке 1. X1 имеет значение -1 (в точке 1 θ равно 90, следовательно, значение функции косинуса равно нулю, поэтому X1 равно -1 в точке 1). X1 увеличивается с шагом 0,3, поэтому X1 будет -0.7 для второй записи. Vx — это значение, которое вы только что измерили. Ex — это просто Vx, деленное на расстояние между кончиками зондов (10,3 мм).

7. Повторяйте, пока не выполните все 11 пунктов в разделе X.

8. Сделайте то же самое для Y-секции бумаги, на этот раз аккуратно измерив Y-образную часть. направление. В лабораторной тетради подставьте начальный и конечный углы и докажите, что значения переменной X2 будут изменяться от 0 до 1 с шагом 0,1.

Анализ данных
Мы будем использовать этот метод много раз в этом квартале, поэтому убедитесь, что и вы, и ваши партнер по лаборатории понимает, что вы делаете.Если у вас есть вопросы по этому поводу, важно что вы поговорите со своим инструктором о том, как это сделать

В Excel выберите два столбца X1 и Ex. Далее мы хотим построить график. Выбирать пункт Мастер диаграмм на панели инструментов. Выберите X-Y Scatter Plot и выберите вариант по умолчанию. Добавьте на диаграмму заголовок, метки и единицы измерения. Нажмите «Готово», и Excel создаст график.

В меню «График» нажмите «Добавить линию тренда». Для параметров, которые вы хотите отобразить уравнение и значение R-квадрата.Это поместит на ваш график метод наименьших квадратов и даст наклон. Число R-квадрата должно быть близко к единице. Если это не так, это означает, что некоторые из ваших данных могут быть нелинейным. Обратите внимание, что если ваше число R-квадрат равно единице, это часто является признаком того, что вы допустили какую-то ошибку, так как это подразумевает прямолинейные данные без «шума».

Со склона можно вернуться и рассчитать заряд. Обратите внимание, что

E x = (кQa/R 3 ) X1

Поэтому наклон E x противГрафик X1 должен быть равен количеству в скобках. Найдите Q. Обратите внимание, что a = 10 мм и R = 100 мм.

Повторите этот процесс для E y и X2 и вычислите значение Q из этой серии измерений.

В этот момент у вас будет два значения Q, они должны быть одинаковыми (мы измерили одну и ту же физическую величину двумя разными способами). Потому что нет измерения идеально, эти числа будут отличаться. Можем ли мы утверждать, что в пределах неопределенности измерения, эти два числа одинаковы? Здесь нам нужно использовать некоторые инструменты анализа ошибок, которые мы изучили в первая лаборатория.

Прежде чем сделать следующий шаг, сохраните данные и графики. Excel немного причудливый и может зависнуть при использовании следующей функции. Поэтому убедитесь, что вам не придется переделывать всю свою работу.

Мы получили Q по наклону графика, какова неопределенность этого наклона? Excel может сказать нам! Мы будем использовать функцию ЛИНЕЙН в Excel. Перейдите к пустой ячейке в Excel и введите

= ЛИНЕЙН(ячейки с известным значением Y, ячейки с известным значением X, 1, истина)

, где «ячейки с известным значением Y» — это записи данных, которые соответствуют Es и «ячейкам с известным значением X». являются Xs.Например, если у нас есть столбец A как X1 и столбец B как E x , и у нас есть восемь строк данных, мы должны ввести следующее:

=ЛИНЕЙН(B1:B8, A1:A8, 1, истина)

Когда мы напечатаем это в Excel, будет возвращено одно значение, наклон. ЛИНЕЙН — это функция массива, это означает, что даже если он пытается вернуть много значений, он отображает только одно для каждого клетка. Excel ожидает, что вы выделите набор ячеек 2×2 с помощью формулы ЛИНЕЙН. в верхней левой ячейке.Как только это будет сделано, подойдите к строке формул и выделите все уравнение ЛИНЕЙН. вы набрали и нажали Ctrl-Shift-Enter (на Mac используйте Apple-Return). Это заполнит квадрат 2×2. Вверху слева будет уклон, внизу слева будет неопределенность наклона. Справа вверху будет перехват а внизу справа будет неопределенность на перехвате. Запомни, как это сделать, ты будешь делать это много раз раз в этом квартале

Следующий вопрос: «Учитывая неопределенность на склоне, как мы рассчитываем неопределенность в Q?» Возьмите неопределенность наклона и разделите ее на наклон, что дает процент ошибка наклона.Поскольку Q является произведением константы на наклон, процентная неопределенность в Q совпадает с процентной неопределенностью наклона. Таким образом, фактическая неопределенность в Q — это само Q умножается на процент неопределенности.

Таким образом, теперь у нас должно быть два значения Q, и каждое из них будет иметь связанную с ним неопределенность. Опять же, в идеале значение Q из измерений x должно быть таким же, как значение Q, полученное по измерениям у. Следовательно, разница между этими двумя результатами должна быть равна нулю.Из Конечно, поскольку это экспериментальные измерения, разница между ними будет ненулевая, но разница также должна находиться в пределах погрешности наших измерений. Сначала проверьте, чтобы увидеть если разница меньше, чем большая из двух ваших неопределенностей. Если это так, то значения Q меньше, чем вовлеченная неопределенность, и вы показали, что два метода дайте такое же значение Q. Если ваша разница в Qs больше, чем большая неопределенность, то вам придется добавить две неопределенности.Как добавить неопределенности? Как оказалось, добавляем они как Пифагор. Возведите в квадрат каждое, сложите, затем извлеките квадратный корень.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.